一直以來，三星電子（Samsung，以下簡稱“三星”）是全球最大的閃存供應商。其幾乎每年都會發布半導體芯片技術發展的成果，以此來表明三星已經主導了閃存技術的發展。

圖1：2014~2018年三星和東芝WD上市的3D NAND （注：以上時間非產品發布時間）

回顧三星過去，2014年，三星推出了一款3D NAND芯片，每個芯片有24層堆疊和128Gbit存儲容量，堆疊方式采用的是MLC方式。這可能是全球第一個正式的3D NAND芯片。

至2015年，三星將堆疊層數的數量增加到32層，并推出用于多級存儲的TLC方案，盡管每個硅片的存儲容量沒有變化，仍然是128Gbit。發布的3D NAND芯片，硅片面積顯著減少。該芯片被認為是第一款全尺寸3D NAND閃存。

在2016年，三星發布了一款3D NAND芯片，將每個芯片的存儲容量翻倍至256Gbit。通過進一步將堆疊層數量增加到48層來增加存儲器密度。此時，第二大閃存供應商東芝存儲和西部數據聯合體（以下簡稱“東芝WD聯盟”）尚未發布3D NAND芯片。3D NAND芯片的技術受到三星的支配。

東芝WD聯盟發布3D NAND芯片

直至2017年，該聯盟宣布了一項創新3D NAND技術，每個芯片具有512Gbit的存儲容量。奇怪的是，三星也在同一時期發布了一款3D NAND芯片，每個芯片的存儲容量為512Gbit。二者的存儲技術皆是64層堆疊，并且都采用TLC方式。原型芯片的硅片面積東芝WD聯盟為132平方毫米，三星為128.5平方毫米，尺寸幾乎相同。二者產品處于技術競爭態勢。

去年（2018年），雙方在存儲產品技術發展方向上略有不同，三星將堆疊層數的數量保持在64層，并通過QLC堆疊方式將每個硅芯片的存儲容量增加到1Tbit，這是過去最大容量的3D NAND芯片。作為回應，東芝WD聯盟開發出具有最高密度的3D NAND芯片，將堆疊層數量增加至96層。

三星的3D NAND勢頭正在減弱

然而，2019年有些不同。東芝WD聯盟展示了兩款高度創新的3D NAND芯片，但三星發布的芯片很難說技術發展與之過去產品先進多少。據筆者看來，東芝WD聯盟的勢頭強勁，三星的勢頭正在減弱。

圖2：2019年三星和東芝WD發布的3D NAND （注：以上時間非產品發布時間）

在今年雙方推出的3D NAND芯片中，東芝WD聯盟已將多級存儲器技術改為QLC方式，同時保持與去年相同數量的堆疊層，每個硅片的存儲容量為1.33Tbit，這是有史以來3D NAND芯片最大的容量。此外，該聯盟還宣布推出了另外一款3D NAND芯片，該芯片通過增加堆疊層數量大大減少了硅面積。它實現了TLC記錄的最高存儲密度。

另一方面，三星宣布推出的3D NAND芯片，將堆疊層的數量增加至110層~120層。但是，存儲容量和存儲密度都不如上一代產品，這顯然要落后于東芝WD聯盟。

96層超大容量1.33Tbit存儲器

這是首次由東芝和西部數據聯合開發的最大容量3D NAND芯片。其每個硅片的存儲容量非常大，為1.33Tbit。硅芯片面積為158.4平方毫米，存儲密度為8.5Gbit/平方毫米，堆疊層數達到96層。

東芝WD聯盟去年發布的96層3D NAND芯片具有512Gbit的存儲容量和5.95Gbit/平方毫米的存儲密度。該芯片將存儲容量提高2.67倍，存儲密度提高1.43倍。個中原因在于，今年東芝WD聯盟發布的96層3D NAND芯片采用了QLC方式。

128層，實現TLC最高存儲密度

在另外一款由東芝WD聯盟推出的3D NAND芯片中，128層的堆疊層數達到了有史以來的最高水平。每個硅片的存儲容量為512Gbit。采用了TLC方式的多級存儲器技術。存儲密度為7.8Gbit/平方毫米，TLC方案實現了有史以來最高的存儲密度，而且硅片面積非常小，僅為66平方毫米。

圖3：東芝WD聯合開發的3D NAND閃存技術發展歷程。

除了高存儲密度意外，東芝WD聯盟開發的芯片還具有高寫入吞吐量的特征。其去年宣布的96層TLC方式的512Gbit芯片的寫入吞吐量為57MB/s。另一方面，在目前的512Gbit芯片中，寫入吞吐量達到132MB/s，較之前者翻了2倍有余。

三星“第六代”3D NAND原型芯

而三星今年2月對外宣布，“第六代（簡稱‘V6’）”3D NAND閃存芯片已經在開發中。存儲容量為512Gbit，采用TLC的堆疊方式，硅片面積為101.58平方毫米，存儲密度為5.04Gbit/平方毫米。

盡管堆疊層的數量高于100層，但硅芯片面積大于去年東芝WD發布的具有相同存儲容量的96層3D NAND芯片的面積。

圖4：三星3D NAND閃存技術迭代史。

結論：盡管2018年下半閃存企業過得并不經如意。但我們有理由相信，不止三星、東芝/西部數據（WD），美光、SK海力士等閃存企業在技術上的競爭將越向趨于激烈。通過上述對三星和東芝/西部數據(WD）3D NAND芯片的技術發展預判，東芝WD聯盟正在奮起追趕，同時也包括部分國內閃存企業，如長江存儲、紫光、福建晉華等正逐漸搶食三星原有的市場份額。那么，未來閃存市場究竟幾分天下？就讓我們拭目以待吧。